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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:江孝龍
研究生(外文):S.L. Chiang
論文名稱:利用矽化硼分子離子佈植法於製作元件淺接面的應用與研究
指導教授:梁正宏梁正宏引用關係
指導教授(外文):J.H. Liang
學位類別:碩士
校院名稱:國立清華大學
系所名稱:工程與系統科學系
學門:工程學門
學類:核子工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2002
畢業學年度:90
語文別:中文
論文頁數:89
中文關鍵詞:分子離子輻射增強擴散縱向射程縱向射程偏差值縱向斜度縱向陡度橫向射程偏差值
外文關鍵詞:molercular ionradiation enhanced diffusionprojected rangelongitudinal range stragglinglongitudinal skewnesslongitudinal kurtosistransversal range straggling
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本論文研究係將 77 keV、5×1014 ions/㎝2 的矽化硼(BSi)分子離子於室溫下傾斜(70 與 550)佈植於矽晶圓之中,同時亦將 22 keV、5×1014 ions/㎝2 的硼單體離子佈植於相同的矽晶圓以作為相較之用。此外,本研究亦將經矽化硼分子離子與硼單體離子佈植完成的試片進行 1050 ℃、25 sec 的快速熱退火處理(rapid thermal annealing,簡稱 RTA)以檢視與探討輻射增強擴散(radiation enhanced diffusion,簡稱 RED)對於佈植於矽晶圓內硼分佈的影響。未退火與經退火處理的試片均使用二次離子質譜儀量測其內的硼分佈,本研究並使用 Pearson 分佈再配合以最小平方法來擬合所量測的實驗數據,結果顯示硼分佈可以 Pearson 分佈予以適切地描述。對於經 77 keV 矽化硼分子離子和 22 keV 硼單體離子佈植完後進行熱退火處理的試片,由於輻射增強擴散效應的影響,使得其縱向射程(projected range, )、縱向射程偏差值(longitudinal range straggling)、縱向斜度(longitudinal skewness)、縱向陡度(longitudinal kurtosis)、以及橫向射程偏差值(transversal range straggling)均較未退火試片者為大;且經 77 keV 矽化硼分子離子佈植的未退火與退火試片其射程參數均較經 22 keV 硼單體離子佈植者為小。研究結果亦顯示:輻射增強擴散易於驅使硼原子向試片表面擴散,由於試片表面的二氧化矽層形同一擴散障礙層(diffusion barrier)致使硼原子在其附近被捕獲,將經 77 keV 矽化硼分子離子與 22 keV 硼單體離子佈植並經退火處理的試片做一比較,發現:由於矽化硼分子離子在佈植時產生大量缺陷,導致經熱退火處理後的硼分佈於接近試片表面處有更多的硼累積。在本論文研究中,亦將經 77 keV 矽化硼分子離子和 22 keV 硼單體離子佈植完成的試片,分別予以進行退火溫度為 850 ℃、950 ℃、1050 ℃,退火時間為 25 sec 的快速熱退火處理,再以四點探針電阻分析儀量測其片電阻值(sheet resistance)的變化,實驗結果顯示,隨著退火溫度增加,二者的片電阻值亦趨於接近。並由溝道拉賽福背向散射分析技術與穿透式電子顯微鏡分析技術,予以檢視佈植完成的試片與佈植完經 1050 ℃、25 sec 快速熱退火處理的試片其缺陷分佈的情況。

目錄
摘要
誌謝
附圖目錄 ....................................................Ⅵ
附表目錄 ....................................................Ⅸ
第一章 前言 ..................................................1
第二章 文獻回顧 ..............................................5
第三章 實驗方法 .............................................10
3.1 離子佈植 ................................................10
3.2 快速熱退火 ..............................................15
3.3 特性量測 ................................................17
3.3.1 二次離子質譜儀 ........................................17
3.3.2 四點探針電阻分析儀 ....................................21
3.3.3 溝道拉賽福背向散射儀 ..................................22
3.3.3.1 拉賽福背向散射分析技術 ..............................23
3.3.3.2 溝道效應分析技術 ....................................28
3.3.3.3 溝道拉賽福背向散射儀設備介紹 ........................30
3.3.3.4 離子束定向步驟 ......................................32
3.3.4 穿透式電子顯微鏡 ......................................33
3.4 曲線擬合 ................................................38
第四章 結果與討論 ...........................................60
4.1 濺射式離子源其陰離子質譜 ................................60
4.2 二次離子質譜儀硼縱深分佈量測結果 ........................60
4.2.1 未退火硼縱深分佈 ......................................61
4.2.2 退火硼縱深分佈 ........................................62
4.3 空位分佈的 SRIM 計算結果 ................................63
4.4 四點探針片電阻量測結果 ..................................65
4.5 溝道拉賽福背向散射分析技術與穿透式電子顯微鏡分析技術分析結果 ..........................................................66
第五章 結論與建議 ...........................................83
第六章 參考資料 .............................................85
圖目錄
圖3.1 本論文研究工作流程圖 ..................................42
圖3.2 矽-硼系統的二元平衡相圖 ...............................43
圖3.3 9SDH 加速器構造示意圖 .................................44
圖3.4 SNICS 構造示意圖 ......................................45
圖3.5 陰極靶構造示意圖 ......................................45
圖3.6 離子佈植真空腔 ........................................46
圖3.7 快速熱退火爐構造示意圖 ................................47
圖3.8 二次離子質譜儀構造示意圖 ..............................48
圖3.9 四點探針電阻分析儀結構示意圖 ..........................48
圖3.10 Napson Model RT-7 四點探針電阻分析儀 .................49
圖3.11 粒子碰撞圖 ...........................................49
圖3.12 能量損失示意圖 .......................................50
圖3.13 溝道效應連續模型軌跡示意圖 ...........................50
圖3.14 溝道效應縱向能量、橫向能量及臨界角示意圖 .............51
圖3.15 角半高寬、最小產額示意圖 .............................51
圖3.16 溝道拉賽福背向散射分析技術專屬射束線 .................52
圖3.17 粒子散射真空腔 .......................................53
圖3.18 溝道拉賽福背向散射分析儀電子系統方塊圖 ...............54
圖3.19 晶軸方向、晶面方向、離子束方向與定角器旋轉軸方向相關位置示意圖 ......................................................55
圖3.20 離子束定向步驟流程圖 .................................56
圖3.21 電子束與靶材作用示意圖 ...............................57
圖3.22 穿透式電子顯微鏡的基本構造示意圖 .....................57
圖3.23 離子佈植範圍的概圖及其二維分佈 .......................58
圖4.1 內裝載四硼化矽粉末(200 mesh,98﹪pure)的濺射式離子源其陰離子質譜圖 ................................................71
圖4.2 使用 Pearson 分佈再配合以最小平方法擬合 SIMS 量測數據而得的未退火硼分佈 ..............................................72
圖4.3 使用 Pearson 分佈再配合以最小平方法擬合 SIMS 量測數據而得的退火硼分佈 ................................................73
圖4.4 55 keV 矽單體離子與 22 keV 硼單體離子佈植入矽空位分佈的 SRIM 計算結果 ...............................................74
圖4.5 77 keV 矽化硼分子離子與 22 keV 硼單體離子佈植入矽後其片電阻隨不同退火溫度之變化值 ....................................75
圖4.6 22 keV 硼單體離子佈植入矽後其溝道拉賽福背向散射分析技術分析圖譜 ......................................................76
圖4.7 22 keV 硼單體離子佈植入矽經 1050 ℃、25 sec 快速熱退火處理後其穿透式電子顯微鏡分析之結構影像 ........................77
圖4.8 77 keV 矽化硼分子離子佈植入矽後其溝道拉賽福背向散射分析技術分析圖譜 ..................................................78
圖4.9 77 keV 矽化硼分子離子佈植入矽後其穿透式電子顯微鏡分析之結構影像 ......................................................79
圖4.10 77 keV 矽化硼分子離子佈植入矽經 1050 ℃、25 sec 快速熱退火處理後其穿透式電子顯微鏡分析之結構影像 ....................80
表目錄
表3.1 四點探針量測法的片電阻值修正因子 ......................59
表4.1 77 keV 矽化硼分子離子與 22 keV 硼單體離子佈植入矽晶圓的射程參數量測值 ................................................81
表4.2 77 keV 矽化硼分子離子與 22 keV 硼單體離子佈植入矽後其片電阻隨不同退火溫度之量測值 ....................................82

[1] P.G. Carey, K.H. Weiner, and T.W. Sigmon, IEEE Electron Dev. Lett., EDL-6 (1988) 291.
[2] K.-J. Kramer, S. Talwar, I.T. Lewis, J.E. Davison, K.A. Williams, K.A. Benton, and K.H. Weiner, Appl. Phys. Lett., 68 (1996) 2320.
[3] P.G. Carey, PhD Thesis, Stanford University, 1988.
[4] K.T. Kim, C.K. Kim, IEEE Electron Dev. Lett., EDL-8 (1987) 569.
[5] M. Horiuchi, K. Yamaguchi, IEEE Trans., ED-33 (1986) 260.
[6] T. Yasunaga, S. Shishiguchim, and S. Saito, ULSI Science and Technology, The Electrochemical Society, p.335 (1997).
[7] S. Shishiguchi, T. Yasunaga, T. Aoyama, T. Yatsumi, and S. Saito, Proceedings of SPIE, 3212 (1997) 106.
[8] S. Saito, p.468 in the Proceedings of the Twelfth International Conference on Ion Implantation Technology, Volume 1, J. Matsuo, G. Takaoka, and I. Yamada eds., June 22-26, 1998.
[9] A. Bousetta, J.A. van den Berg, D.G. Armour, and P.C. Zalm, Appl. Phys. Lett., 58 (1991) 1626.
[10] S.N. Hong, G.A. Paulos, J.J. Wortman, and M.C. Ozturk, Appl.Phys. Lett., 53 (1988) 1741.
[11] N. Shimada, T. Aoki, J. Matsuo, I. Yamada, K. Goto, and T. Sugui, Mater. Chem. and Phys., 54 (1998) 80.
[12] W.-K.Chu, J. Liu, J. Jin, X. Liu, L. Shao, Q. Li, and P. Ling, p. 1 in the Proceedings of the Sixteenth International Conference on Application of Accelerators in Research and Industry, November 1-4, 2000.
[13] R. Middleton, Nucl. Instr. and Meth., 214 (1983) 139.
[14] R. Middleton, Nucl. Instr. and Meth., 233 (1984) 193.
[15] Wolf, Silicon Processing for the VLSI Era Lattice, p.307 (1995).
[16] M. Sze, Physics of Semiconductor Devices, p.469.
[17] T.E. Seidel, Nucl. Instr. and Meth. in Phys. Res., B7/8 (1985) 251.
[18] I. Brown, The Physics and Technology of Ion Sources(Wiley, New York, 1989).
[19] S. Moffatt, Nucl. Instr. and Meth., B96 (1995) 1.
[20] D.R. Mayer, J. Comas, R.G. Wilson, Furukawa, and H. Matsumura, J.Appl. Phys., 52 (1981) 3357.
[21] T.E. Seidel, IEEE Electron Device Letters, EDL-4 (1983) 353.
[22] M.C. Ozturk, J.J. Wortman, C.M. Osburn, Atul Ajmera, G.A. Rozgonyi, Eric Frey, Wei-Kan Chu, and Clinton Lee, IEEE Tran. Electron Devices, 35 (1988) 659.
[23] T.O. Sedgwick, Tech. Proceedings Semicon/East, p.2 (1986).
[24] Shin Nam Hong, Gary A. Ruggles, Jimmie J. Wortman, and Mehmet C. Ozturk, IEEE Tran. Electron Devices, 38 (1991) 477.
[25] National Technology Roadmap for Semiconductors(Semiconductor Industry Association,San Jose, (1997).
[26] D. Takeuchi, N Shimada, J. Matsuo, and I. Yamada, Nucl. Instr. and Meth., B121 (1995) 345.
[27] K. Goto, J. Matsuo, Y. Tada, T. Tanaka, Y. Momiyama, T. Sughi, and I. Yamada, Tech. Dig. Int. Electron Devices Meet., p.471 (1997).
[28] I. Yamada, W.L. Brown, J.A. Northby, and M. Sosnowski, Nucl. Instr. and Meth., B79 (1993) 223.
[29] J. Matsuo, M. Akizuki, J.A. Northby, G.H. Takaoka, and I. Yamada, Proc. of ICSSPIC-7, in Surf. Rev. Lett., in Press.
[30] D. Takeuchi, J. Matsuo, A. Kitai, and I. Yamada, Mater. Sci. and Eng. A, in press.
[31] C.T. Lin, P.F. Chou, and H.C. Cheng, Jpn. J. Appl. Phys., 33 (1993) 3402.
[32] H. Kotaki, Y. Takegawa, Y. Mori, K. Mitsuhashi, and J. Takagi, Jpn. J. Appl. Phys., 33 (1994) 532.
[33] N.M. Ravindra, Ying Wu, B. Shan, W. Savin, T. Fink, and R.T. Lareau, Phys. Stat. Sol., 140 (1993) 283.
[34] S. Matsumoto, Extended abst. of the International Conf. on Solid State Devices and Material, p.121 (1996).
[35] K.-Jose Kramer, S. Talwar, I.T. Lewis, K.A. Williams, K.A. Benton, and K.H. Weiner, Appl. Phys. Letter., 68 (1996) 2320.
[36] Y. Yasunaga, S. Shishiguchi, ULSI Science and Technology, The Eiectrochemical Society, p.335 (1997).
[37] S. Shishiguchi, Y. Yasunaga, T. Aoyama, T. Yasumi, and S. Saito, Proceedings of SPIE, 13212 (1997) 106.
[38] W. Wang, J. Roth, W. Eckstein, R. Schwoerer, H. Plank, and M. Du, Nucl. Instr. and Meth., B129 (1997) 210.
[39] CeracTM Inc., Milwaukee, Wisconsin, U.S.A.
[40] R.G. Wilson, Secondary ion mass spectrometry, (John Wiley & Sons, New York, 1989).
[41] L.B. Valdes, Proc. IRE, 42 (1954) 420.
[42] W.K. Chu, J.W. Mayer, and M.A. Nicolet, Backscattering Spectr ometry, New York:Academic Press(1978).
[43] J.F. Ziegler, The Stopping Power and Ranges of Ions in Matter,New York:Pergamon Press(1977).
[44] J.B. Marion, S.T. Thorton, Classical Dynamics, 4th ed., San Diego:Saunders College Pu.
[45] 吳秀錦, 科儀新知, 十七卷, 3期, 民國84年, p.61.
[46] I.C. Turner, N.L. Smith, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research, B6 (1985) 336.
[47] J. Lindhard, K. Dan, Vidensk Selsk Mat-Fys Medd., No.14, p.34 (1965).
[48] Feldman, L.C. Mayer, Materials Analysis by Ion Channeling, ch. 2, 8 (Academic Press,New York,1982).
[49] M.G. Kendall, A. Stuart, The Advanced Theory of Statistics, 1 (Charles Griffin, London, 1958) 148.
[50] W.P. Elderton, Frequency Curves and Correlation, 4th edition (Cambridge University, New York, 1953).
[51] Selberherr, Analysis and Simulation of Semiconductor Devices (Springer-Verlag, Wien, 1984).
[52] H.E. Schiott, Kgl Danske Videnskab, Mat-Fys Medd 35, 9 (1966) 1.
[53] S. Furukawa, H. Matsumura, Appl. Phys. Lett., 22 (1973) 97.
[54] J.F. Ziegler, J.P. Biersack, SRIM: The Stopping and Range of Ions in Matter, Version 96.07 (IBM-Research, Yorktown, 1996).
[55] J.-Y. Jin, J. Liu, P.A.W. van der Heide, and W.-K. Chu, Appl. Phys. Lett., 76 (2000) 574.
[56] J.F. Ziegler, private communication, 2001.
[57] A. Agarwal, D.J. Eaglesham, H.-J. Gossmann, L. Pelaz, S.B. Herner, D.C. Jackobson, T.E. Haynes, Y. Erokhin, and R. Simonton, IEDM Tech. Dig. (1997) 1.
[58] J.F. Ziegler, J.P. Biersack, and U. Littmark, Stopping and Range of Ions in Solids, vol.1 (Pergamon Press,New York,1985).
[59] D. Fink, M. Muller, and L. Wang, J. Appl. Phys., 68 (1990) 958.
[60] D. Fink, J.P. Biersack, H.D. Cortanjen, F. Jahnel, K. Muller, H. Ryssel, and A. Osei, Radiate. Eff., 77 (1983) 11.
[61] J. Narayan, and O.W. Holland, J. Appl. Phys., 58 (1984) 2913.
[62] J. Narayan, and K. Jagannadham, J. Appl. Phys., 62 (1987) 1694.
[63] Kinchin, G.H., Pease, R.S.: Rep. Progr. Phys., 18 (1955) 1.
[64] Wolf, Silicon Processing for the VLSI Era Lattice, p.306 (1995).
[65] M.I. Current, and D.K. Sadana, Materials Characterization for Ion Implantation, in N.G. Einspruch, Ed., VLSI Electronics-Microstructure Science, Vol.6, Academic Press, New York, 1983, Chap.6, p.466.
[66] K.S. Jones, S. Prussin, and E.R. Weber, Appl. Phys. A 45, 1-34 (1988).
[67] S. Prussin, D.I. Margolese, and R.N. Tauber, J. Appl. Phys., 54 (1983) 2316.
[68] S. Chandhry, J. Liu,K.S. Jones, and M.E. Law, Solid State Electron, 38 (1995) 1313.
[69] A. Clarerie, C. Bonafos, A. Martinez, and D. Alquier, Solid State Phenomena, 47-48 (1996) 195.
[70] G.Z. Pan, K.N. Tur, and S. Prussin, Appl. Phys. Lett., 68 (1988) 1654.
[71] G.Z. Pan, K.N. Tur, and S. Prussin, J. Appl. Phys. Lett., 81 (1997) 78.
[72] M. Seibt, J Imschweiler, and H.-A Hefner, Proceedings of the Materials Research Society, edited by E.P. Kvam, A.H. King et al.(MRS, Pittsburgh, PA, 1994), vol. 319, p. 189.
[73] Shin Nam Hong, Gary A. Ruggles, Jimmie J. Wortman, and Mehmet C. Ozturk, IEEE Tran. Electron Devices, 38 (1991) 481.

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3. 27. 潘志奇(1998),<日據時期之臺灣社會經濟>,【東吳經濟商學學報,第23期】
4. 12. 邱家宜(1999),<兼營副業做上手 台糖還想搞土地開發>,【新新聞,第664期】
5. 16. 黃仁德,姜樹翰(1998),<台北市就業變動的經濟基礎分析>,【勞資關係論叢,第七期】
6. 18. 謝潮儀 鍾起岱(1980),<都市空間結構理論簡介及其評估>,【法商學報,第15期】
7. 8. 李方宸(1997),<糖鐵研究漫談>,【史化,第25期】,p.73-89
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10. 9. 洪富峰(1995),<都市基礎結構與經濟發展>,【高雄師大學報,第六期】李承嘉(2000),<租隙理論之發展及其限制>,【台灣土地科學學報 創刊號】
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14. 1. 王志文(1997),<臺灣地區都市聚集經濟之研究>,【臺灣經濟,247期】
15. 17. 賴志彰(1997),<投機城市的興起─戰後台中市都市空間轉化之研究>,臺灣大學建築與城鄉研究所博士論文